S485總線在智能電能表檢定裝置中的運(yùn)用分析

【摘要】RS485總線廣泛應(yīng)用到在智能電能表檢定裝置系統(tǒng)和硬件設(shè)計(jì)中，極大提高智能電能表檢定裝置檢測效率。本文通過對RS485總線的概念、特點(diǎn)以及RS485總線技術(shù)的基本原理進(jìn)行介紹，進(jìn)而分析了RS485總線在智能電能表檢定裝置中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】智能電能表檢定裝置；RS485總線；運(yùn)用

隨著智能電能表檢定裝置在電力系統(tǒng)中不斷的推廣和應(yīng)用，確保智能電能表檢定裝置的準(zhǔn)確性和安全可靠性，極大提高電能表抄錄電力計(jì)量且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)電腦上的速率，這就成為了相關(guān)工作人員的主要職責(zé)，也是電力系統(tǒng)穩(wěn)定和電力市場健康發(fā)展的重要目標(biāo)。而RS485總線建立的智能電能表檢定裝置的聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，極大提高了通信數(shù)據(jù)交換的速率和電流傳輸率，更加方便了電能表檢定裝置的監(jiān)測工作。

1、RS485總線概述

1.1RS485總線概念及特點(diǎn)

RS485總線是對以往RS232通信接口的改進(jìn)，主要適用于現(xiàn)場通信距離達(dá)到幾千米的通信系統(tǒng)中，由于RS485總線采用的是平衡發(fā)送和差分接收的形式，因而RS總線具有較強(qiáng)的抑制共模干擾的功能，同時RS485總線采用的接發(fā)器具有較強(qiáng)的靈敏度，且在使用RS總線485過程中能夠檢測到低至200mV的電壓，因而RS485總線可以使傳輸信號可以在幾千米以外得到恢復(fù)，另外，RS485總線在工作中主要是半雙工的工作方式，需要采用使能信號對RS485總線的發(fā)送電路進(jìn)行有效的控制，且RS485總線便于多點(diǎn)互聯(lián)，這樣可以節(jié)省信號線的用量和成本，除了上述的特點(diǎn)之外，RS485總線在使用時可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成一種分布式系統(tǒng)，可以支持幾十臺驅(qū)動器和接收器的并聯(lián)，體現(xiàn)安全可靠、使用簡便和分布簡單等優(yōu)勢，因而，ES485總線已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，尤其在智能電能表檢定裝置中得到廣泛的應(yīng)用，且發(fā)揮了很大的作用。

1.2RS485總線技術(shù)的基本原理

RS485總線技術(shù)的基本原理只要是通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及集成電路、智能傳感技術(shù)等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的有效控制，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠和穩(wěn)定，RS485總線技術(shù)在工作中實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間建立了一宗集并聯(lián)串行、雙向且多點(diǎn)分布控制等功能于一體的聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中RS485總線技術(shù)在智能電能表檢定裝置的應(yīng)用中體現(xiàn)了較強(qiáng)的抗干擾能力，而且RS485總線形成的聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)中采用的芯片是不容易損壞，在傳輸信號中傳輸速率較高，且在幾千米的通信距離中迅速檢測到通信信號，極大提高了控制系統(tǒng)及裝置對現(xiàn)象設(shè)備的控制效果，另外，在RS485總線控制系統(tǒng)中通過采用RS232串口與RS485總線系統(tǒng)的相結(jié)合，將大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)電腦上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與計(jì)算機(jī)電腦控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，因而，RS485總線技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到智能電能表檢定裝置中，極大提高了電能表電力計(jì)量的準(zhǔn)確性和計(jì)量效率。

2、RS485總線技術(shù)在智能電能表檢定裝置中的應(yīng)用

2.1RS485總線通信接口電路的設(shè)計(jì)

RS485總線技術(shù)在智能表能表檢定裝置的應(yīng)用中其采用的半雙工異步通信系統(tǒng)，在集中控制系統(tǒng)與多個控制點(diǎn)中發(fā)揮了很大的作用，由于智能電能表檢定裝置中控制點(diǎn)較多，且每一個控制點(diǎn)之間的通信距離較遠(yuǎn)，這就使智能電能表檢定裝置檢測工作時會遭受到多重介質(zhì)干擾信號的影響，從而直接影響到智能電能表檢定裝置數(shù)據(jù)接收的可靠性，此時若智能電能表檢定裝置中硬件設(shè)計(jì)不科學(xué)合理的話，就會影響ES485總線通訊系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)的接受和傳輸，嚴(yán)重時還會造成真?zhèn)€智能電能表檢定裝置停止工作，從而影響電力計(jì)量抄錄等計(jì)量工作，也會給智能電能表故障診斷、排查與檢修工作帶來困難，目前，在智能電能表檢定裝置硬件設(shè)計(jì)中通過采用RS485總線通信接口電路設(shè)計(jì)方法，從而完善智能電能表檢定裝置通信接口電路設(shè)計(jì)，由于RS485總線通信接口電路設(shè)計(jì)的形式主要包括隔離式和非隔離式，其中隔離式的RS485總線通信接口電路可以有效防止RS485總線聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)對電能表檢測系統(tǒng)的干擾和影響，在設(shè)計(jì)隔離式通信接口電路中可以采用數(shù)字隔離器件和光耦器件來完成隔離式通信接口電路，由于光耦器件可以影響到RS485總線通信數(shù)據(jù)的傳輸速率，因而在選用光耦器件時要注意檢查光耦器件的上升與下降時間不能超出最小時間寬度的30%，其中“最小時間寬度”意味光耦器件最大波特所對應(yīng)的傳輸一個二進(jìn)制單位所用的時間，因而最好的光耦器件其上升與下降速率較快，而且具有適宜的電流傳輸比，這種光耦器件應(yīng)用到隔離式通信接口電路設(shè)計(jì)中可以大幅度提高RS總線通信接口電路的電流傳輸速率；此外，非隔離式RS485總線通信接口電路設(shè)計(jì)主要是通過電能表檢定裝置中的接口卡將RS232標(biāo)準(zhǔn)的串行口轉(zhuǎn)變?yōu)镽S485總線通信接口，且與電能表檢定裝置TTL電平兼容，這樣使通信接口無需再安裝其他外圍器件，且有效避免RS485總線聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)電腦通信模塊之間發(fā)生電氣設(shè)備故障和安全事故，極大提高了智能電能表檢定裝置電流傳輸效率和數(shù)據(jù)交換的準(zhǔn)確性和安全可靠性。

2.2單相智能電能表檢定裝置的通信協(xié)議

RS485總線形成的聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)極大提高了電能表檢定裝置工作的安全可靠性和數(shù)據(jù)收發(fā)的準(zhǔn)確性，而RS485總線聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)安全可靠性和準(zhǔn)確性功能的發(fā)揮，主要依靠于單相智能電能表檢定裝置通信協(xié)議，即必須在上、下機(jī)通信雙方通信協(xié)議相同的基礎(chǔ)上，這就意味著為了使RS485總線通信系統(tǒng)優(yōu)勢得到最大的發(fā)揮，需要智能電能表檢定裝置中上、下機(jī)通信雙發(fā)具有相同的波特率和信息傳輸格式，目前，智能電能表檢定裝置通信雙方的波特率是9600bps，且其幀長度是10字節(jié)，為了有效提高智能電能表檢定裝置通信系統(tǒng)的抗干擾能力，在單相智能電能表檢定裝置通信協(xié)議中采用幀檢驗(yàn)和幀超時的檢測方法，以此便于開展表鑒定裝置故障診斷和檢修工作。

結(jié)論

綜上所述，隨著RS485總線在智能電能表檢定裝置中發(fā)揮的作用越來越明顯，技術(shù)人員對RS485總線的研究也加大了投入力度。經(jīng)過一段時間的研究證明，本文中所介紹的關(guān)于RS485總線的設(shè)計(jì)具有運(yùn)行可靠，抗干擾性強(qiáng)、可完成較長距離的串行數(shù)據(jù)通信任務(wù)的特點(diǎn)。不僅大大減少了系統(tǒng)的外圍設(shè)計(jì)，而且還能夠在一定程度上促使檢定裝置多表位正確讀取電能表內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)值，保證了表計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確、可靠，為智能電網(wǎng)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。